覆冰输电导线舞动及防舞效果分析

根据拉格朗日运动方程推导了两端固定的安装了压重或失谐摆这两种防舞器的覆冰输电导线舞动的非线性微分方程组;提出了临界风速的计算方法;采用龙格—库塔方法在时域中直接求解舞动非线性微分方程组得到舞动振幅的时间历程。以某试验导线作为算例,研究结果表明:当输电导线的扭转频率与横风向频率接近时扭转舞动可以激发横风向舞动;当风速位于某一范围之内时导线舞动的振幅比较大;导线舞动振幅随导线垂度显著变化,并存在一个最不利垂度或最不利张力使导线舞动振幅达到最大;压重防舞可以减小但不能消除导线的舞动,而失谐摆防舞器可以完全消除导线的舞动。

覆冰输电导线舞动非线性有限元分析

以考虑扭转的索单元来模拟输电导线,分别采用空间杆单元和平面梁单元模拟绝缘子串和间隔棒,利用Newmark-β法并结合Newton迭代法计算了单跨单导线、多跨单导线及分裂导线的舞动响应,分析了舞动振幅与风速的关系。研究结果表明:几何非线性有限元方法比线性有限元方法得到的舞动振幅大;多跨单导线舞动振幅大于单跨单导线;分裂导线舞动振幅大于单导线振幅;单跨单导线和多跨单导线均存在某一风速使得舞动振幅达到最大,而分裂导线舞动振幅则是随着风速增大而增大。

陡峻山区输电铁塔与基础连接形式设计研究

随着电压等级的提高,输电铁塔的根开也越来越大。即使采用长短腿加高低基础方案,对地形坡度大于50°的塔位仍然难以满足要求。为了降低铁塔基础造价、降低基础施工难度和尽量减少降基开挖引起的环境破坏,提出了直独立塔架、斜独立塔架与联合塔架等输电铁塔与基础的连接形式。研究了连接结构位移对铁塔杆件内力的影响,提出了连接结构水平位移的控制值为8 mm、竖向位移的控制值为4 mm。提出了各连接结构的设计方法,并以某工程为例进行了技术经济分析,结果表明所提出的铁塔与基础的连接形式节约基础本体费用效果明显,不少连接形式甚至可以节约一半基础本体费用。

扰流防舞器气动力特性数值模拟

为了研究扰流防舞器对覆冰输电导线气动力的影响及其防舞效果,利用计算流体动力学技术(CFD)模拟了新月形覆冰导线截面的气动力曲线,计算了安装扰流防舞器后新月形覆冰导线一个节距内8个等分截面的平均气动力曲线。计算结果表明:安装扰流防舞器后导线的阻力系数显著增大,升力系数曲线没有明显变化,扭矩系数曲线负斜率的绝对值减小;扰流防舞器具有防舞作用。

热浸镀彩色锌-锰层的组织结构和耐蚀性

采用热镀锌技术在Q235碳钢上制备彩色Zn-Mn层。研究了镀液中Mn的质量分数对Zn-Mn镀层外观、微观结构和耐蚀性的影响。结果表明,Mn的添加能够抑制粗大的块状ζ-FeZn13相生长,促进致密δ-FeZn10相的生长,令镀层组织更均匀、致密,耐蚀性提高。在Mn的质量分数为0.3%的镀液中得到的Zn-Mn镀层的耐蚀性最佳。

输电线路嵌岩桩抗拔承载力设计方法研究

本文研究了嵌岩抗拔桩的破坏机理,提出了嵌岩抗拔桩承载力计算的理论公式和经验公式,分析了嵌岩抗拔桩的经济性能。研究结果表明,输电线路工程嵌岩抗拔桩设计方法比不考虑桩端嵌岩作用的摩擦桩法设计的基础经济,可节省约16%的基础费用。

覆冰三分裂导线气动力特性的数值模拟

采用有限体积法和SIMPLEC算法,求解雷诺数在亚临界区内的均匀黏性不可压缩流体的N-S方程,对风吹过平行布置的覆冰三分裂导线的气动力特性进行计算流体动力学(CFD)数值模拟.为克服数值模拟在高雷诺数下的数值不稳定性,在求解N-S方程时采用QUICK迎风格式,其对流项为三阶精度,其余项如扩散项等为二阶精度.针对新月形和扇形2种典型覆冰三分裂导线,分析平行布置的三分裂导线各子导线尾流间的相互作用及其对气动力特性的影响.计算结果表明,新月形覆冰导线比扇形覆冰导线舞动的风攻角范围大,但前者的舞动振幅小于后者;分裂导线中处于尾流区的子导线的气动力系数均小于迎风面子导线的气动力系数,且扇形覆冰导线比新月形覆冰导线更为显著.

输电导线扰流防舞器气动力特性风洞试验研究

为了研究扰流防舞器的防舞效果及扰流防舞器直径对防舞效果的影响,分别对新月形覆冰输电导线、安装扰流防舞器的无覆冰输电导线及安装3种不同直径的扰流防舞器的新月形覆冰输电导线,进行刚性足尺截断模型天平测力风洞试验.测定各种工况对应的气动力系数曲线,通过对邓哈托系数和尼戈尔系数的分析,研究不同直径的扰流防舞器的防舞效果.试验结果表明:新月形覆冰导线会发生舞动;扰流防舞器不会使导线无覆冰时发生横风向舞动,使导线发生扭转舞动的可能性不大;不同直径的扰流防舞器均具有一定的防舞效果,其中直径为0.75倍导线直径的扰流防舞器的防舞效果最佳.

扰流防舞器与气动力阻尼片的防舞效果

利用计算流体动力学方法,分别计算了安装有扰流防舞器、悬挂式阻尼片和固接式阻尼片的覆冰输电导线的气动力系数,计算结果表明:安装有扰流防舞器的导线,其不同截面的气动力可以互相抵消,扰流防舞器能够有效抑制导线的舞动;安装有悬挂式阻尼片的导线,其邓哈托系数恒大于0,其尼戈尔系数大幅度增大,悬挂式阻尼片也是有效的防舞装置;安装有固接式阻尼片的导线,其邓哈托系数和尼戈尔系数未发生改变,固接式阻尼片不是有效的防舞措施。

复合横担在1000kV特高压交流输电双回路铁塔中的应用探讨

主要对复合横担应用于特高压交流输电线路的意义及可行性作了分析论证。从复合横担材料及结构的电气性能、电磁环境影响、复合材料构件受压承载性能等方面出发,分析论证了复合横担应用于特高压交流输电线路的主要制约因素,并结合工程实际情况,提出了推荐复合横担杆塔的设计方案并分析其经济效益。

河道采砂引起的堤防安全问题浅析

在河道上无序采砂严重影响了堤防行洪安全。本文建立河道采砂对堤防安全影响模型,给出了采砂船相对于堤防安全距离的计算方法,初步估算了在无岸堤防的河道中采砂的安全距离。

土钉内力分布初探

介绍了单根土钉内力分布的计算方法,根据工程经验假定不同深度处土钉滑动面处内力的分布模式,从而提出了计算土钉内力的完整方法,并用实际资料验证,结果较为合理.

输变电线路铁塔变截面嵌岩桩受力特性的数值模拟分析

变截面桩因具有高承载力、低造价的优点而得以广泛应用于软土场地。为了探究分层场地变截面桩适用性,以川藏联网输变电工程中广元地区铁塔桩基为例,通过数值模拟研究了相同嵌岩深度时变截面直径及嵌岩桩径对基桩竖向和水平承载特性的影响规律。结果表明:增大变截面直径和嵌岩桩径,均能提高极限承载力、控制桩顶沉降和水平位移。在竖向极限承载力方面,变截面直径存在一个最优值,该值等于扩大头直径。与等截面桩相比,变截面桩最多可以提高1.15倍竖向极限承载力,其提升作用主要表现在变截面处端阻力的增加,且基岩侧摩阻力的发挥程度也可从0.54%提高到8.00%。

嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。

水平荷载对支盘桩抗拔承载力的影响分析

采用数值模拟方法深入研究了水平荷载对支盘桩抗拔承载力的影响,补充了现有仅对单荷载条件下支盘桩承载性状的研究分析。通过对支盘桩在上拔荷载、水平+上拔荷载作用下的桩顶位移、荷载传递特征、抗拔承载力等方面进行对比分析,得出水平荷载对支盘桩抗拔承载力的影响规律。研究表明:水平荷载的存在使支盘桩的桩顶上拔位移有所增大,使桩周土体提前达到承载极限,直桩段的摩阻力值有所减小;同时使桩身轴力曲线的台阶状特征提前显现,支盘的承载效率和承载量有所提高。水平荷载的存在虽然总体上对支盘桩的极限抗拔承载力影响不大,但却较大幅度的改变了支盘桩的荷载承担机理,对支盘桩在复合荷载作用下的实际应用有一定参考价值。

嵌岩桩抗拔特性现场试验研究

依托国家电网路平—富乐500 k V双回线路工程中嵌岩抗拔桩极限载荷试验,针对其中3根等截面抗拔桩,对其上拔荷载-桩顶位移关系,桩身轴力及桩身侧阻力等特性进行了分析。结果表明:在本试验研究范围内,相同的岩土层中,增加桩长,可以显著提高抗拔桩的极限承载力,减小桩身位移。岩性是影响抗拔桩极限承载力的重要因素,相同厚度各岩土层提供抗拔力的能力比(即各岩土层的桩侧阻力之比)为土层∶强风化砂岩∶中风化砂岩=1∶3.8∶9.3;随着嵌入中风化砂岩深度的增加,抗拔桩极限承载力呈近线性增加。

基桩嵌岩段抗拔承载特性现场试验研究

通过现场试验研究了砂岩层中基桩的抗拔承载特性,分析了基桩嵌岩段的破坏机理,提出了嵌岩桩极限抗拔承载力的预测公式,将计算结果与试验值和规范计算值进行了比较。研究结果表明:嵌岩桩的上拔荷载-桩顶位移曲线均为陡变型,增加桩长可以有效地增加承载力,但对桩顶位移的影响有限。试验得到桩岩相对位移为20~25 mm,中风化砂岩层侧阻力达到极限,极限抗拔侧阻力为925.4~961.3 kPa。当桩身强度高于桩周岩体时,基桩的抗拔承载力由桩周岩体的抗剪切强度提供,桩的极限侧阻力可以等效为桩周岩体的抗剪切强度。现行规范的计算值偏于保守,与本文试验值的比值为0.18~0.39。

山区风机基础的设计比选

当前我国西南地区的风电开发建设蓬勃发展,其中多数风电场位于中、高海拔山区。山区风电场地形地质条件复杂,风机基础的经济性直接影响风电场的投资效益。合理的基础选型设计是获得经济基础的前提,依托某具体工程,比较了不同基础形式的经济性和适宜性。

砂岩地层变截面桩抗拔承载特性现场试验研究

为研究砂岩地层变截面桩抗拔承载特性,本文对变截面桩和等截面桩进行了现场静载荷试验,分析比较了两种桩型的侧阻力与轴力作用特征,并将试验结果与规范计算值进行了比较。结果表明:变截面桩的抗拔承载特性与等截面桩相似,其桩身侧阻力值主要受岩土体性质的影响,与桩径无关,但是桩径和桩长的增加能有效提高桩基极限抗拔承载力。受地层变化和应力集中影响,变截面桩桩身变形量增大,桩与岩土体相对位移增大,侧阻力充分发挥,故在变截面处桩身轴力和侧阻力急剧变化。采用规范方法计算变截面桩和等截面桩的极限抗拔承载力,计算值分别为试验值的29.6%~38.8%和29.5%~65.5%,说明规范方法偏于保守。

水平荷载对支盘桩受压承载力的影响分析

针对单独竖向受压荷载作用和受压+水平组合荷载作用两种情况,采用数值分析,对支盘桩的沉降特征、桩身轴力分布、支盘阻力、竖向承载力等承载性能进行系统地分析,进一步确定了支盘桩受压承载力的大小。研究表明:桩身轴力随深度增加而减小,在支盘上下处明显降低;在支盘荷载量级较小时,相比于单独受压荷载作用下,受压+水平组合荷载作用下的桩顶沉降较大。水平荷载的存在会对支盘桩的受压承载力产生一定程度的影响,会使受压承载力略有增加,但总体上影响不太大。